Illustrasjon: Pixabay

Kerry Stevenson skriver om 3D-printing for bransjenettstedet Fabbaloo. I et nylig innlegg identifiserer han fem utfordringer som bør overkommes for at additiv produksjon skal bli et fullverdig alternativ for produksjonsindustrien.

1. Materialer
Hvor mange mulige materialer finnes det? Jeg er ikke helt sikker, men det er mange. Mye mer enn mange. Materialer er svært tallrike, og nye oppstår hver dag. De brukes overalt i alle slags bruksområder. Bredden av materialbruken er mye større enn de vanligste materialene du kan nevne. Imidlertid tilbyr den nåværende tilstanden for additiv produksjon en utrolig begrenset liste over mulige materialer. Det er fortsatt mange applikasjoner som ganske enkelt ikke kan gjøres ved hjelp av additive prosesser fordi materialene ikke er tilgjengelige for øyeblikket.

Noen ganger er det bare et spørsmål om sertifisering, men andre ganger er selve materialet inkompatibelt med kjente 3D-utskriftsprosesser av en eller annen grunn. Løsningen er todelt: for det første må mange, mange flere materialer være kvalifisert for bruk i additivsystemer. For det andre må nye 3D-printprosesser utvikles for å håndtere andre mer utfordrende materialer. Det høres kanskje ut som en stor utfordring, men forskere utvikler akkurat nå flere nye prosesser som potensielt kan lukke materialgapet.

2. Hastighet
Et sprøytestøpesystem kan lage tusenvis av deler per dag, mye mer enn det som kan gjøres av selv den raskeste 3D-printeren. Denne forskjellen utgjør en av de tøffeste hindringene for et gjennombrudd.

Det er på grunn av penger. Hver del produsert av en maskin dekker litt av kostnadene ved anskaffelse og drift av maskinen. Jo flere deler som produseres, jo lavere kostnadsbyrde må hver del ta på seg. Derfor vil en raskere printer produsere flere deler på en gitt tid, noe som reduserer den effektive kostnaden for delene. Et svar som kan være på horisonten her er volumetrisk 3D-printing, der objekter “materialiseres” i et kar med fotopolymer på bare sekunder eller minutter. Denne prosessen kan ende opp med å være så mye som 100 ganger så rask som eksisterende additiv-prosesser, og viser at det kan være mulig å hoppe over hastighetshinderet.

3. Kostnad
Hastighet er direkte relatert til kostnadene for en 3D-printet del som ovenfor, men det er mer å si om dette. Kostnaden for en 3D-printer kan være mye mer enn kostnaden for en “tilsvarende” konvensjonell produksjonsmaskin. Enda verre, kostnadene for 3D-printmaterialer er fortsatt altfor høye. Spesielt filament er problematisk fordi dens fysiske form krever et ekstra behandlingstrinn mellom rå pellets og 3D-printeren. Det er en kostnad for det trinnet, og det gjenspeiles i kostnadene for filamentet.

Pulvere er også spesielt dyre, ettersom mange LPBF-prosesser krever at spesifikke kvalitetsnivåer oppfylles for riktig printing. Kostnadene for materialer og maskiner må senkes, og min mistanke er at dette vil bli løst gjennom mer avanserte, billigere maskiner som bruker mer allment tilgjengelige materialer.

4. Utforming
De beste bruksområdene for additiv produksjon oppstår når teknologien blir utnyttet til fulle av unike utforminger. Vi glemmer ofte at nesten alle nåværende utforming av deler er ubevisst påvirket av begrensningene til tradisjonelle produksjonsprosesser. Når designere klarer å legge bort vanene med dette, kan vi se en eksplosjon av radikale og kraftige deldesign som kun kan produseres med 3D-printing.

5. Etterspørsel
Hvorfor 3D-printe avanserte deler når ingen vil ha dem? Hvis alle vil ha samme skostiler som en million andre mennesker, hvorfor 3D-printe skoen når du kan lage dem med tradisjonelle masseproduksjonsprosesser?

Men hva om folk forventet at deler og produkter nøyaktig oppfyller deres egne krav? Hva om klær, møbler, alt du berører var forventet å være laget for å passe deg? Ville en masseprodusert standarddel passet inn i den verdenen? Visst, det er standarddeler som kreves for noen applikasjoner, men det er god plass til personlige deler som best kan produseres med 3D-printere. Når flertallet av forbrukerne begynner å forvente tilpassede produkter, vil vi se et skifte mot additive prosesser.

Fremtiden
Per i dag er disse fem fortsatt de største hindrene for den additive produksjonens gjennombrudd. Men selv om de kan være høye, er det mange som jobber for å få dem ned.

Kilde: Fabbaloo